课程思政视域下高中物理必修教材“科学态度与责任”编写研究——以“万有引力定律”为例

居 津

江苏省苏州实验中学，江苏 苏州 215011

国家主席习近平曾在思想政治理论课教师座谈会上特别强调，要秉承显性教育和隐性教育统一化，挖掘课程或教学模式中蕴含的思想政治教育资源，实现“全员、全程、全方位”的三全育人［1］。然而，长期以来“课程思政”的研究似乎一直难以推进落实，“学科教材编写如何体现‘大思政观’，实现学科育人价值”“各学科课程如何融入、渗透、落实‘三全育人’课程思政的相关要求”“课程思政应采取怎样的方式实施”等问题，是当下值得深入探索实践的新课题。物理学科是一门自然科学，也是人类文化“思想与方法”的宝库，在指导学生求真求实、探索创新等方面具有思政学科达不到的效果和指导意义。本文从课程思政视角，对高中物理必修教材编写进行对比分析研究，以期更好地实现课程思政功能和育人价值。

1 课程思政视域下高中物理“科学态度与责任”的理解

《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）中的“科学态度与责任”素养是根植中华历史、基于中国国情、凸显中华特色，展现物理学科育人价值的更高追求。作为一种向往，它促进我国基础教育改革向更全面的方向发展。

1.1 “科学态度与责任”素养的内涵

新课标中指出：“科学态度与责任”是指在认识科学本质，认识科学·技术·社会·环境关系的基础上，逐渐形成的探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度，以及遵守道德规范，保护环境并推动可持续发展的责任感。主要包括科学本质、科学态度、社会责任等要素［2］。

科学的本质是通过辩证的、全面的方式来认识科学本身；是对客观物质世界的阐释和概述；人类通过实践和方法体系来改造对真理的认识。具有客观性、逻辑性、可操作的实践性和发展性的特点。高中物理课程思政视域下的科学本质主要包括：（1）科学世界观的本质。认识到世界是可知的，物理学是对自然基本结构和运动规律进行研究、描述和解释，是一门感知世界、贴近生活的学科。（2）科学探究的本质。认识到科学需要证据，物理学将逻辑与想象结合，建立在观察、猜想、实验和反思更正的基础上，对自然现象预见并解释，且需要不断探索才能逐步认识。（3）科学事业的本质。科学是一项复杂的社会活动，它涉及到众多的研究领域和学科。在科学研究中存在着一系列普遍接受的道德规范，这些规范旨在保证科学的诚实性、可靠性和公正性，激励人类努力奋斗，进行创造性的工作。

科学态度是人们在进行科学研究和探索时所应具备的心态和品质，获得科学本质的动力基础和必备品格［3］。一般来说，那些能够很好地理解科学本质的人，通常也具备较好的科学态度。因此，科学态度在“科学态度与责任”素养中起到基础性的作用［4］。高中阶段课程思政视域下的科学态度主要包括：（1）崇尚真理的态度。保持对自然的好奇心，有较强的学习和研究物理的内在动机，善于提出问题并积极寻求答案。（2）实事求是的态度。我们应该尊重事实，并积极主动地考虑不同的、有冲突的实证。在思考问题时，应持有批判的态度，并接受已经经过证实的结论。（3）同心协力的态度。在合作中尊重他人，既坚持个人观点，又发挥团队作用。

社会责任是一种义务，个人或组织都需要承担起为整个国家、环境和社会良性发展作出贡献的责任。高中阶段课程思政视域下的社会责任主要包括：（1）对自我和他人的责任。在进行物理研究和应用物理成果时，只有在遵守道德和规范的基础上，才能真正发挥物理研究和应用的价值。（2）对国家和社会的责任。热爱祖国，传承历史，有强烈的文化认同，有振兴中华的责任感和使命感。（3）对环境和资源的责任。我们有责任去保护环境，节约资源，并促进可持续发展。

综上，思政视域下的科学本质属于对“科学”的本体论和认识论问题，社会责任属于价值论和方法论问题，这两者没有直接关系。而科学态度在其中则起到贯穿和基底作用，从知、情、意、行四个方面涵盖了本体论、认识论、价值论和方法论。一线教师只有深刻认识和挖掘学科课程中蕴含的思政元素，才能更好地深入推进学科育人，完成立德树人这一根本任务。

1.2 高中物理“科学态度与责任”的思政要素

本研究在张艳［5］等对初中物理教材思政要素整合的基础上，根据新课标中“科学态度与责任”素养的水平划分，将思政要素与核心素养的“科学态度与责任”要素结合，提炼物理课程思政要素并进行三级编码。表1 中将“科学态度与责任”的科学本质、科学态度和社会责任三大要素分别用大写字母A，B，C 表示，并定义为一级编码；其下子要素分别用小写字母a，b，c，d 表示，定义为二级编码；子要素的思政要素则用阿拉伯数字1，2，3 等表示。由此，如科学本质的第一子要素“科学世界观的本质”中“辩证唯物主义”的编码可最终确定为Aa1。以此类推，整理得“科学态度与责任”的思政要素及编码，如表1所示。

表1 “科学态度与责任”素养思政要素及编码

在物理教学过程中，要重视这些思政要素，并将社会主义核心价值观融入到教育中去，才能更好地实现物理学科与思政学科的同向同行，潜移默化地对学生的思想意识、行为方法、态度情感形成指导，从而达成学生德智体美劳全面发展的教育目标。

2 三版教材“科学态度与责任”编写对比分析

2.1 三版教材对比框架设计

教材是核心素养课堂落地的主要文本素材，是推进课程改革的重要物化载体，也是课程实施的首要表现，还是学生的第一手学习资料。对“科学态度与责任”要素在教材中的呈现方式进行对比，可以反映出教材编写者对于课程思政教育的不同理解和重点，有助于教师更好地利用教材落实课程思政教育，体现学科育人，实现立德树人。

本研究选取2019年版人教版、教科版、鲁科版高中物理教材中“万有引力定律”章节内容作为研究对象，包括章引言、正文、课后练习、图片资料等所有内容，表2 从思政要素和教材呈现两个维度展示物理教材“科学态度与责任”的文本示例。

根据表2 中“科学态度与责任”特征分析框架，对三版教材进行研读，均以“万有引力定律”相关的每节内容（含图片、课后习题、标注说明等）为单位，统计三版教材中不同思政要素的出现次数与呈现方式。若教材中同一知识内容或规律承载不同要素内涵，则对所涉及的要素进行多次计数；若同一要素在教材中呈现系列举例说明，则计数一次；教材中以图片形式承载的要素内涵，计数方法同前；对于课后习题，如果一题多问只承载单一要素则只计数一次，如果各小问承载不同思政要素，则对涉及内容要素多次计数。

2.2 数据统计

2.2.1 思政子要素在各版教材中呈现次数统计

经过统计，对三版教材按“科学态度与责任”三个子要素进行分类，具体统计结果如表3、表4、表5所示。

表3 三版教材“科学本质”思政要素内容分析

表4 三版教材“科学态度”思政要素内容分析

表5 三版教材“社会责任”思政要素内容分析

根据要素统计次数表，将科学本质、科学态度和社会责任在三版教材中的分布情况特征进行统计，如图1所示。

图1 三版教材内涵分布统计图

2.2.2 三版教材各小节的要素分布统计

根据上述要素次数统计表，将各要素在不同版本教材各个小节中的分布进行统计，如图2所示。

图2 三版教材各小节的要素分布统计图

2.2.3 要素呈现方式特征统计

按表2 的分析框架，对要素的呈现方式按显性和隐性特征进行统计，如图3所示。

图3 三版教材显性、隐性呈现方式统计图

2.3 结果分析

2.3.1 要素占比特征

精选教材内容，彰显学科育人价值是各新版物理教材的显著变化之一。从表3—表5 统计频次可知，不同版本的教材对各思政子要素在教材中的呈现同中有异。

对于科学本质内涵的思政要素，三版教材在科学方法要素上都较为侧重。主要是因为科学方法是从事任何科学研究，或人类认识和改造世界过程中必须运用的手段和途径。运用物理学史等素材潜移默化地加强学生对科学方法学习的重视，不仅可以培养学生的科学态度与责任素养，还能有助于物理观念、科学思维等方面的全面发展。差异在于人教版和教科版还相对重视科技进步和科技伦理，主要是想让学生进一步体会知识改变世界，科技是第一生产力，激发学生投身科学研究的热情。

对于科学态度内涵的思政要素，人教版和鲁科版编写时常采用问题形式，相对注重激发学生的好奇心，教科版则相对注重创造精神。同时，三版教材都非常重视科学家们顽强拼搏精神要素的呈现。主要是因为任何一个科学定律不可能是某一个人在短期内就能发现的，而是要经过几十年甚至上百年几代科学家的共同努力，加以持之以恒的研究态度才能得到。三版教材都列举了大量具体的数字，让学生直观地感受科学规律发现的“来之不易”，从而培养学生不畏艰难困苦、坚持不懈的科学观念与意识。

对于社会责任内涵的思政要素，三版教材都注重家国情怀和民族自豪要素的呈现。主要因为我国在航空航天事业的迅速发展足以让世界瞩目，更足以让学生获得“我是中国人”的自豪感和幸福感。教材均以大量的图片和实际素材让学生感受到祖国的强大，彰显物理学科的育人价值。

对于内涵分布（图1），三版教材对科学本质内涵的编排均为最少，相对更注重科学态度和社会责任内涵。从绝对数字来看，公平竞争和绿色环保思政要素出现频次最低，安全意识、资源开发、可持续发展和科学世界观的本质要素其次。一方面，本章内容主要是定律的发现和应用，与这些思政要素相关度低，且科学世界观等内容与哲学有一定的联系，理论性较强；另一方面，这些思政要素在本章中与学生的亲身体验结合点较少。相反，民族自豪、好奇心、科学方法、顽强拼搏等思政要素呈现频次很高，主要是因为这些要素与生活、社会的结合点较多，可以融合大量的科学、严谨、真实、贴近学生生活的情境素材，更能引起学生的共鸣。

2.3.2 小节分布特征

新版教材都非常注重物理知识联系生活或科技发展。尤其“万有引力定律”章节，可以充分显现祖国在航空航天事业发展的新成就，感受我国在航天事业的迅猛发展，及与社会、环境的相互促进，拓宽学生眼界。三版教材各节基本按先介绍定律再讲应用的教学顺序编排。从要素在小节中的分布来看，三版教材在万有引力定律的应用一节中呈现最多，其中鲁科版最为明显，占比达到42.6%（图2）。可能是因为本节内容可以结合我国航空航天技术发展的实例引导学生体会科学事业的蓬勃发展，自觉增进文化认同，崇尚科学真理，厚植家国情怀和社会责任。人教版和教科版中，在各小节中要素呈现比例相对均衡，鲁科版在最后一节体现则略显单一。

2.3.3 呈现方式分布特征

通过统计发现，三版教材各要素更倾向于采用隐性方式呈现，但形式各不相同。在正文部分，教科版插图丰富；鲁科版直接在教材中明确“科学态度与责任”要求；人教版栏目设计多样，素材形式最为丰富，通过STSE、旁注、图片等方式呈现，但以文字表述居多。此外，教科版和人教版在课后习题栏目对思政要素也有所体现，如图4所示，教科版习题设计让学生运用学过的知识论证这是一则假新闻，让学生在应用知识解决问题、培养科学论证能力、提升科学思维的同时，还能提高学生道德认知水平，并在体验中内化为个人品德，这正是课程思政的最佳体现。

图4 教科版习题设计

2.4 三版教材编写特点

通过对上述不同方面的对比特征分析，发现三版教材编写都能从多维度挖掘物理学科的思政功能和价值。

（1）价值导向明显，呈现方式多样。三版教材能借助人类对宇宙天体的探索历程、我国人造地球卫星、载人飞船等素材，以图片、STSE、文字介绍、旁注、习题等方式找到合适的切入点实现课程思政。

（2）重视科学精神，注重品德养成。三版教材都从讲述物理学研究历史为线索，从科学家坚持不懈、严谨认真和实事求是的科学态度中得到启发，培养学生的科技伦理观和自然观。引导学生在掌握知识之外，还应当道德自律，锤炼意志品质。

（3）提倡文化传承，致力发展创新。教材以在太空培育优良农产品，寻找火星栖息地等美好愿景，体现出对传统文化的科学认识，在传承优秀文化的同时取其精华，去其糟粕，实现创新性的发展，在增强文化自信的同时赋予传统文化新的内涵和表现形式。

（4）砥砺强国志向，勇挑强国重任。三版教材都利用我国航空航天事业的辉煌科技巨大成就来激发学生的强国豪情，不断增强学生的民族认同感，增进学生的担当意识和家国情怀，培育学生的责任感和使命感。

3 “科学态度与责任”素养教材使用策略

3.1 在教学过程中重视融合与整合

课程思政视域下的“科学态度与责任”素养的落实应该是一项有目标、有计划的教育行为，而非在教学过程中出现空谈大道理或单向的“满堂灌”。教学实践时应尽量采取生动有趣的呈现方式，充分重视将教材中的物理学史素材与当下的伟大成就进行整合优化，将学科知识与生活、科技、社会事实热点进行联结与融合，以学科精神培德，以科学思维增智，以坚强意识健体，以实践创新爱劳，以艺术鉴赏育美，培养学生完整的人格。

3.2 在学习过程中注重探究与感悟

三版教材中对“科学态度与责任”素养的呈现以隐性方式为主，这可能与要素中相当一部分属于人的情感范围有关，情感类内容往往相对隐晦。要将隐性内容显性化，应注重学生学习过程的探究与感悟，让学生在亲身体验中实践与探究，领会与感悟，将感性认识上升为理性认识，将相关知识内化于心，外化于行。